平面构件的静力分析和动力分析
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构件承载能力分析——主要介绍轴向拉伸与压缩、梁的弯曲、圆轴扭 转等。
常用机构与机械传动———主要介绍常用机构（平面连杆机构、凸轮机构、 间歇机构、螺旋机构）、齿轮传动、齿轮系与减速器、带传动与链传动等。
联接与支承零部件———主要介绍各种联接方式（键联结、螺纹联接、 坚固联接）及联接部件（联轴器、万向节、离合器、制动器）和支承零部 件（轴、滚动轴承、滑动轴承）等。
2） 力对物体的作用效应取决于力的大小、方向和作用点， 这三个因素称为力的三要素。 当这三个要素中有任何一个改变时，力的作用效应也将 改变。 3） 我国法定计量单位，力的单位用N或kN。 4）力的种类
4）
力系是指作用于被研究物体上的一组力。如果力系 可使物体处于平衡状态，则称该力系为平衡力系；若两 力系分别作用于同一物体而效应相同，则两者互称等效 力系；若力系与一力等效，则称此力为该力系的合力。
本课程研究的对象
本课第程研一究节的对本象是课汽程车研机究械。的对象和内容
机械是机器与机构的总称。机器是用来变换或传递运动、 能量、物料和信息，能减轻或替代人类劳动的工具是人类在 长期生产实践中为满足自身生活需要而创造出来的。
汽车机械是人类重要的交通工具，汽车工业是机械工业 的重要组成部分。
图1-1所示是典型的轿车总体构造。一般汽车由发动机、 底盘、车身和电器四大部分组成。汽车是一个机械系统，通 过这四大部件实现汽车安全行驶功能，使人类以车代步。
平面构件的Leabharlann Baidu力分析和动力分析
第1章平面构件的静力分析和动力分析
1.1 绪论 1.2 静力学分析基础 1.3 平面力系 1.4 旋转构件的运动分析和动力分析 1.5 习题课
1.1绪论
学习目的： 通过本章的学习对汽车机械基础有一
个初步的了解。 学习要求：
掌握机械、机器、机构、构件、零件 的基本概念，了解其之间的联系与区别； 了解本门课程的学习内容和学习目标。
图1-2所示为单缸内燃机构造，是由气缸体、活塞、进气阀、排 气阀、推杆、凸轮、连杆、曲柄和大小齿轮等组成。
本课程研究的内容
要对汽车有更深更全面的了解，《汽车机械基础》是汽车类各专业课 程的基础，因此本课程务求为同学们打下一个基础的平台。
平面构件的静力分析和动力——主要介绍静力学分析基础、平面力系、 旋转构件的运动分析和动力等
5）运用和维护机械、传动装置的能力。
1.2 静力学基础知识
一、静力学基本概念 1. 在外力作用下永不发生变形的物体称为刚体。 刚体是实际物体的理想模型。
2. 1） 力是物体之间的相互作用，这种作用对物体产生两种效 应：
⑴使物体的运动状态发生变化，称为力的外效应（运动效应）； ⑵使物体产生变形，称为力的内效应（变形效应）。 静力学以刚体为研究对象只讨论力的外效应。
液压传动———介绍液压传动的基本原理与基本知识、主要元件、基 本回路，应用在汽车机械上典型液压系统与气压系统分析等。
第二节 本课程的学习目的和学习方法 本课程的学习目标
本课程的学习目标是：具备所必需的机械基 础知识和基本技能，为后续的汽车构造与修 理课程打下基础，初步形成解决实际问题的 能力。 知识教学目标
M0（R）=M0（F1）+M0（F2）+…+M0（Fn）=∑M0（F） （1-4）
式中，R为平面力系F1、F2、…、Fn的合力。
例1-1 如图1-4(a)所示圆柱直齿轮的齿面受一压力角(啮合力与齿轮 节 圆 切 线 间 的 夹 角 )α=20° 的 法 向 压 力 Fn=1kN 的 作 用 ， 齿 轮 节 圆 直 径 d=160mm。试求力Fn对齿轮轴心O的矩。
图1-3扳手拧螺母
2） 从力矩的定义式（1-3）可知，力矩有以下几个性质： （1）力F对O点之矩不仅取决于F的大小，同时还与矩心 的位置即力臂d有关。 （2）力F对于任一点之矩，不因该力的作用点延其作用 线的移动而改变。 （3）力的大小等于零或力的作用线通过矩心时，力矩
3） 平面力系的合力对平面内任一点之矩，等于所有各分力 对同一点力矩的代数和，即
1）理解常用机构的工作原理、结构特点。 2）理解通用机械零件的结构、参数。 3）掌握基本的液压与气动基本知识。
能力培养目标
1）具有查阅、检索相关技术资料的能力，掌握 相关的技术标准。
2）能正确识别机械零件及常用机构的能力。
3）能对常用机构进行工作原理和结构分析。
4）能识别常用的液压元件并对简单液压与气动 系统进行正确分析。
由经验可知，力的这种转动作用不仅与力的大小、方向
有关，还与转动中心到力的作用线的垂直距离d有关。因此， 定义Fd为力使物体对点O产生转动效应的度量，称为力F对点 O之矩，简称力矩，用M0（F）表示，即
M0（F）=±Fd
（1-3）
规定在平面问题中，逆时针转向的力矩取正号，顺时针 转向的力矩取负号。
力矩的单位为N·m或kN·m。
Fx=Fcosα Fy=-Fsinα
（1-2）
3.力矩与力偶 1）力对点的矩（力矩） 力的外效应是使物体运动状态发生变化。这种外效应具 体有两种形式： ⑴移动效应： ⑵转动效应： 力对物体的移动效应由力本身来度量，而力对物体绕某 点转动的效应由力矩来度量。
如图1-3所示，用扳手转动螺母时，作用于扳手A点的力 F可使扳手与螺母一起绕螺母中心点O转动。
若力矢F在平面Oxy中，则其矢量表达式为
FFx Fy
（1-1）
式中：Fx、Fy分别表示力F在平面直角坐标轴x，y方向上 的两个分量。
力F在坐标轴上的投影定义为：过力矢F两端向坐标轴引 垂线得垂足a、b和a′、b′，线段ab和a′b′分别为力F在x轴和y轴 上投影的大小。
投影的正负号则规定为：由起点a到终点b（或由a′到b′） 的指向与坐标轴正向相同时为正，反之为负。图中力F在x轴 和y轴上的投影分别为
图1-4力对点的矩的应用实例
解Ⅰ：按力对点的矩的定义，有
M0 (Fn
)
Fn
r0
Fn
D 2
cos
1000160103 cos
2
75.2(Nm)
解Ⅱ：将Fn沿半径r的方向分解成一组正交的圆周力Ft与 径向力Fr，如图1-4（b）所示，有
Ft=Fn×cosα Fr=Fn×sinα
常用机构与机械传动———主要介绍常用机构（平面连杆机构、凸轮机构、 间歇机构、螺旋机构）、齿轮传动、齿轮系与减速器、带传动与链传动等。
联接与支承零部件———主要介绍各种联接方式（键联结、螺纹联接、 坚固联接）及联接部件（联轴器、万向节、离合器、制动器）和支承零部 件（轴、滚动轴承、滑动轴承）等。
2） 力对物体的作用效应取决于力的大小、方向和作用点， 这三个因素称为力的三要素。 当这三个要素中有任何一个改变时，力的作用效应也将 改变。 3） 我国法定计量单位，力的单位用N或kN。 4）力的种类
4）
力系是指作用于被研究物体上的一组力。如果力系 可使物体处于平衡状态，则称该力系为平衡力系；若两 力系分别作用于同一物体而效应相同，则两者互称等效 力系；若力系与一力等效，则称此力为该力系的合力。
本课程研究的对象
本课第程研一究节的对本象是课汽程车研机究械。的对象和内容
机械是机器与机构的总称。机器是用来变换或传递运动、 能量、物料和信息，能减轻或替代人类劳动的工具是人类在 长期生产实践中为满足自身生活需要而创造出来的。
汽车机械是人类重要的交通工具，汽车工业是机械工业 的重要组成部分。
图1-1所示是典型的轿车总体构造。一般汽车由发动机、 底盘、车身和电器四大部分组成。汽车是一个机械系统，通 过这四大部件实现汽车安全行驶功能，使人类以车代步。
平面构件的Leabharlann Baidu力分析和动力分析
第1章平面构件的静力分析和动力分析
1.1 绪论 1.2 静力学分析基础 1.3 平面力系 1.4 旋转构件的运动分析和动力分析 1.5 习题课
1.1绪论
学习目的： 通过本章的学习对汽车机械基础有一
个初步的了解。 学习要求：
掌握机械、机器、机构、构件、零件 的基本概念，了解其之间的联系与区别； 了解本门课程的学习内容和学习目标。
图1-2所示为单缸内燃机构造，是由气缸体、活塞、进气阀、排 气阀、推杆、凸轮、连杆、曲柄和大小齿轮等组成。
本课程研究的内容
要对汽车有更深更全面的了解，《汽车机械基础》是汽车类各专业课 程的基础，因此本课程务求为同学们打下一个基础的平台。
平面构件的静力分析和动力——主要介绍静力学分析基础、平面力系、 旋转构件的运动分析和动力等
5）运用和维护机械、传动装置的能力。
1.2 静力学基础知识
一、静力学基本概念 1. 在外力作用下永不发生变形的物体称为刚体。 刚体是实际物体的理想模型。
2. 1） 力是物体之间的相互作用，这种作用对物体产生两种效 应：
⑴使物体的运动状态发生变化，称为力的外效应（运动效应）； ⑵使物体产生变形，称为力的内效应（变形效应）。 静力学以刚体为研究对象只讨论力的外效应。
液压传动———介绍液压传动的基本原理与基本知识、主要元件、基 本回路，应用在汽车机械上典型液压系统与气压系统分析等。
第二节 本课程的学习目的和学习方法 本课程的学习目标
本课程的学习目标是：具备所必需的机械基 础知识和基本技能，为后续的汽车构造与修 理课程打下基础，初步形成解决实际问题的 能力。 知识教学目标
M0（R）=M0（F1）+M0（F2）+…+M0（Fn）=∑M0（F） （1-4）
式中，R为平面力系F1、F2、…、Fn的合力。
例1-1 如图1-4(a)所示圆柱直齿轮的齿面受一压力角(啮合力与齿轮 节 圆 切 线 间 的 夹 角 )α=20° 的 法 向 压 力 Fn=1kN 的 作 用 ， 齿 轮 节 圆 直 径 d=160mm。试求力Fn对齿轮轴心O的矩。
图1-3扳手拧螺母
2） 从力矩的定义式（1-3）可知，力矩有以下几个性质： （1）力F对O点之矩不仅取决于F的大小，同时还与矩心 的位置即力臂d有关。 （2）力F对于任一点之矩，不因该力的作用点延其作用 线的移动而改变。 （3）力的大小等于零或力的作用线通过矩心时，力矩
3） 平面力系的合力对平面内任一点之矩，等于所有各分力 对同一点力矩的代数和，即
1）理解常用机构的工作原理、结构特点。 2）理解通用机械零件的结构、参数。 3）掌握基本的液压与气动基本知识。
能力培养目标
1）具有查阅、检索相关技术资料的能力，掌握 相关的技术标准。
2）能正确识别机械零件及常用机构的能力。
3）能对常用机构进行工作原理和结构分析。
4）能识别常用的液压元件并对简单液压与气动 系统进行正确分析。
由经验可知，力的这种转动作用不仅与力的大小、方向
有关，还与转动中心到力的作用线的垂直距离d有关。因此， 定义Fd为力使物体对点O产生转动效应的度量，称为力F对点 O之矩，简称力矩，用M0（F）表示，即
M0（F）=±Fd
（1-3）
规定在平面问题中，逆时针转向的力矩取正号，顺时针 转向的力矩取负号。
力矩的单位为N·m或kN·m。
Fx=Fcosα Fy=-Fsinα
（1-2）
3.力矩与力偶 1）力对点的矩（力矩） 力的外效应是使物体运动状态发生变化。这种外效应具 体有两种形式： ⑴移动效应： ⑵转动效应： 力对物体的移动效应由力本身来度量，而力对物体绕某 点转动的效应由力矩来度量。
如图1-3所示，用扳手转动螺母时，作用于扳手A点的力 F可使扳手与螺母一起绕螺母中心点O转动。
若力矢F在平面Oxy中，则其矢量表达式为
FFx Fy
（1-1）
式中：Fx、Fy分别表示力F在平面直角坐标轴x，y方向上 的两个分量。
力F在坐标轴上的投影定义为：过力矢F两端向坐标轴引 垂线得垂足a、b和a′、b′，线段ab和a′b′分别为力F在x轴和y轴 上投影的大小。
投影的正负号则规定为：由起点a到终点b（或由a′到b′） 的指向与坐标轴正向相同时为正，反之为负。图中力F在x轴 和y轴上的投影分别为
图1-4力对点的矩的应用实例
解Ⅰ：按力对点的矩的定义，有
M0 (Fn
)
Fn
r0
Fn
D 2
cos
1000160103 cos
2
75.2(Nm)
解Ⅱ：将Fn沿半径r的方向分解成一组正交的圆周力Ft与 径向力Fr，如图1-4（b）所示，有
Ft=Fn×cosα Fr=Fn×sinα